L'intensité du courant électrique
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• distinguer un montage en série d'un montage en dérivation et y repérer branches, nœuds et mailles ;
• dire ce qu'est l'intensité du courant et convertir ses unités (A, mA) ;
• mesurer une intensité avec un ampèremètre, choisir le bon calibre et lire un appareil à aiguille ;
• appliquer les lois de l'intensité : même intensité en série, loi des nœuds en dérivation ;
• expliquer le rôle d'un fusible.
Situation de départ
Dans une maison, on peut allumer la lampe de la cuisine sans allumer celle du salon. Mais si l'on branche en même temps le four, la machine à laver et le radiateur sur la même prise multiple, le disjoncteur peut « sauter ». Comment sont branchés les appareils d'une maison ? Et quelle grandeur le disjoncteur surveille-t-il ?
I. Série ou dérivation ?
Avec un générateur et plusieurs récepteurs, on peut réaliser deux sortes de montages :
• en série : tous les dipôles sont branchés les uns à la suite des autres, ils forment une seule boucle ;
• en dérivation (ou en parallèle) : les dipôles ne sont pas tous à la suite les uns des autres ; le courant a plusieurs chemins possibles.
• Un nœud est un point où se rejoignent au moins trois fils (ou branches).
• Une branche est une portion de circuit entre deux nœuds consécutifs ; elle peut contenir plusieurs dipôles en série.
• La branche principale contient le générateur ; les autres sont des branches dérivées.
• Une maille est une boucle fermée formée de plusieurs branches.
Dans une guirlande bon marché, les lampes sont en série : si l'une grille, toutes s'éteignent. Dans une maison, les lampes et les prises sont en dérivation : chaque appareil fonctionne seul.
II. L'intensité du courant
On branche une lampe seule sur une pile : elle brille normalement. On branche deux lampes identiques en série sur la même pile : elles brillent faiblement. Les deux courants n'ont pas les mêmes effets : ils diffèrent par une grandeur appelée intensité du courant. Plus l'intensité est grande, plus les effets du courant sont importants.
L'intensité du courant se note I. Son unité est l'ampère (A). On utilise souvent le milliampère :
Quelques ordres de grandeur
| Appareil | Intensité |
|---|---|
| DEL allumée | 20 mA |
| lampe de poche | 0,3 A |
| lampe de bureau (secteur) | 0,2 A |
| fer à repasser | 5 A |
| démarreur de voiture | 100 A à 200 A |
| foudre | plus de 10 000 A |
0,25 A = 0,25 × 1000 = 250 mA ; 45 mA = 45 / 1000 = 0,045 A.
III. Mesurer une intensité : l'ampèremètre
L'intensité se mesure avec un ampèremètre (souvent un multimètre en position A). Il possède deux bornes : la borne A (rouge, ou +) et la borne COM (noire, ou -), un commutateur DC (courant continu) ou AC (courant alternatif), et un sélecteur de calibres.
• On ouvre le circuit et on y insère l'ampèremètre en série, dans la branche où l'on veut mesurer l'intensité.
• Le courant doit entrer par la borne A et sortir par la borne COM.
• On commence par le plus grand calibre, puis on descend au plus petit calibre supérieur à l'intensité mesurée : la mesure est alors la plus précise.
Le calibre C est la plus grande intensité que l'appareil peut mesurer avec ce réglage : quand l'aiguille est au bout de l'échelle, I = C. Si l'aiguille s'arrête devant la division n d'une échelle de N divisions :
Sur la figure 3 : I = 1 × 64 / 100 = 0,64 A. Sur le calibre 10 A, l'aiguille ne serait qu'à la division 6,4 : lecture peu précise. Sur le calibre 100 mA, l'aiguille buterait au bout de l'échelle : l'appareil serait en danger.
Ne branchez jamais un ampèremètre seul aux bornes d'un générateur : il se comporte presque comme un fil, et ce serait un court-circuit.
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